多面仿形石材智能化加工设备的制作方法

本发明是申请号为201510742569.X，申请日为2015年11月5日，名称为“仿形刀头及多面仿形石材智能化加工设备及加工方法”的发明专利申请的分案申请。本发明属石材加工工具以及加工方法领域，具体涉及一种仿形刀头，本发明还涉及一种采用该仿形刀头的多面仿形石材智能化加工设备，本发明还涉及该石材的加工方法。

背景技术：

仿形石材广泛用于休闲广场、别墅、宾馆酒店以及市政道路等，其主要通过在石材的表面加工出凹凸不平的仿形面，以提高石材的装饰性和档次。现有的仿形石材加工设备主要包括横梁和连接在横梁两端的两根纵梁，在两根纵梁之间设有横向设置的安装梁，安装梁与纵梁的连接处配设有用以驱动安装梁上下移动的纵向驱动机构，在安装梁上设有移动架，通过设置在安装梁上的横向驱动机构驱动移动架左右移动，在移动架上设有加工机构，该加工机构包括可转动地设置在移动架上的转轴，配合在转轴上的仿形刀头，转轴上连接有传动机构，借此传动机构带动转轴转动，从而实现仿形刀头的转动。在仿形刀头的下端设有放料机构，放料机构设置在两跟纵梁之间，放料机构包括底座、配设在底座上的放料架以及用以驱动放料架沿底座来回移动的料架驱动机构，在放料架上设有用以对实现进行限位的限位机构。在石材加工时，通过纵向驱动机构和横向驱动机构调整好仿形刀头的位置，将石材放置在放料架上，通过放料架上的限位机构对实现进行限位，通过料架驱动机构带动放料架沿着底座移动并从仿形刀头下方经过，实现对石材相应表面的加工。

传统的仿形刀头一般为整体式，仿形刀头固定在转轴上，该仿形刀头存在着加工效率低的缺点，而且所加工的石材的质量也难以令人满意。

采用传统的仿形石材加工设备，当需要对石材的多个表面进行加工时，一般是在石材加工好一个表面之后，通过人工将石材进行翻面，使得未加工的表面朝上，之后再通过料架驱动机构驱动放料架从仿形刀头处通过，实现对另一表面的加工。采用这种方式进行实现加工，费时费力，人工成本较高，而且采用人工操作稳定性较差，在石材翻转时可能出现石材被碰断，影响成品的质量。

鉴于此，本发明人对上述问题进行深入的研究，遂有本案产生。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种加工效率更高、石材加工质量更高的多面仿形石材智能化加工设备。

为了达到上述目的，本发明采用这样的技术方案：

多面仿形石材智能化加工设备，包括仿形刀头，以及对应所述仿形刀头设置的放料架，以所述放料架的移动方向为长度方向，其中：还包括用以对石材进行翻面的翻面机构，所述翻面机构对应设置在所述放料架沿宽度方向的两侧；所述翻面机构包括设置在所述放料架沿宽度方向的一侧的挡料机构，以及用以对所述石材进行翻面的翻转机械手；所述翻转机械手对应设置在所述放料架沿宽度方向的另一侧；所述放料架的下方设有用以将所述石材从所述放料架抬起的第一抬升机构，所述第一抬升机构对应所述翻转机械手设置。

作为本发明的一种优选方式，所述第一抬升机构包括沿所述放料架的长度方向水平设置的第一支撑杆，以及沿竖直方向设置的第一顶升机构。

作为本发明的一种优选方式，所述第一顶升机构为气缸或者油缸。

作为本发明的一种优选方式，所述放料架的下方还设有用以支撑所述石材的第二抬升机构，所述第二抬升机构包括沿所述放料架的长度方向水平设置的第二支撑杆，以及沿竖直方向设置的第二顶升机构。

作为本发明的一种优选方式，所述放料架设置所述翻转机械手的一侧设有用以使所述石材整齐排列的调正机构；所述调正机构包括沿所述放料架的长度方向设置的调正板，以及用以带动所述调正板向所述挡料机构移动的调正板驱动机构。

作为本发明的一种优选方式，包括机架、控制器、仿形刀头、用以驱动所述仿形刀头上下移动的纵向驱动机构、用以驱动所述仿形刀头左右移动的横向驱动机构、用以驱动所述仿形刀头转动的传动机构、以及对应所述仿形刀头设置的放料机构；

所述放料机构包括底座、设置在所述底座上的所述放料架、以及用以驱动所述放料架在所述底座上移动的料架驱动机构。

作为本发明的一种优选方式，包括仿形刀头，所述仿形刀头包括用以加工仿形石材的多个锯片；多个所述锯片上分别设有轴孔，各所述锯片借此轴孔穿套在转轴上；多个所述锯片堆叠成刀头本体，所述刀头本体具有与所加工的仿形石材的表面匹配的加工面；所述刀头本体轴向的两端分别设有用以将所述刀头本体锁定在所述转轴上的锁固件。

作为本发明的一种优选方式，所述锁固件为螺母，所述转轴设有相应的螺纹，所述螺母配合在所述螺纹上从而将多个所述锯片夹设在两个所述螺母之间。

作为本发明的一种优选方式，所述翻面机构包括用以对所述石材进行翻面的第一机械手和第二机械手；或者所述放料架、所述翻面机构和所述第一抬升机构分别为两套，两套所述放料架、所述翻面机构和所述第一抬升机构分别对应设在所述仿形刀头的两侧；或者所述放料架为两个，两个所述放料架分设在所述仿形刀头的两侧。

作为本发明的一种优选方式，所述第一机械手具有用以顶压所述石材相应端面的第一顶压件和用以带动该第一顶压件转动的第一转动件；所述第二机械手具有用以顶压所述石材相应端面的第二顶压件和用以带动该第二顶压件转动的第二转动件。

采用本发明的仿形刀头，在加工仿形石材时，根据所需加工的仿形石材的仿形面的形状来选择和组装锯片，多个锯片组合所述需要的加工面，通过本发明的仿形刀头可以直接加工出所需的仿形面，具有加工效率高的优点，同时仿形石材的仿形面由仿形刀头一次加工成型，仿形面的整体性更佳，能够保证仿形面的加工质量。

采用本发明的多面仿形石材智能化加工设备，通过仿形刀头对石材的上表面进行加工后，通过料架驱动机构将放料架回退，并通过翻面机构对石材进行翻面，之后再通过料架驱动机构将放料架送至仿形刀头处对石材的另一面进行仿形加工，如此，本发明采用翻面机构代替人工进行石材的翻面，能够有效提高劳动生产效率，同时能够更好地保护石材，提高石材的质量。

采用本发明的多面仿形石材的加工方法，通过料架驱动机构带动放料架来回移动，当放料架送至仿形刀头下方时，仿形刀头对石材的上表面进行仿形加工，当放料架回退时，通过翻面机构对石材进行翻面，通过放料架的来回移动实现石材多面仿形加工，采用本发明的方法能够有效提升劳动生产率，提升石材的质量。

附图说明

图1为本发明中多面仿形石材智能化加工设备的结构示意图(其中翻面机构未示出)；

图2为图1中A向视图；

图3为本发明石材翻面的使用状态图(从图2中B向观看)；

图4为图2中B向视图；

图5为本发明中多面仿形石材智能化加工设备进一步改进的结构示意图；

图6为本发明中多面仿形石材智能化加工设备另一角度的结构示意图(其中翻面机构未示出)；

图7为本发明中仿形刀头的结构示意图；

图中：

10-机架 11-横梁

12-纵梁 13-安装梁

14-安装架 15-传动电机

16-传动皮带 17-转轴

20-仿形刀头 30-放料架

21-锯片 22-加工面

23-锁固件

31-挡料板 32-第一限位板

33-第二限位板 34-限位板驱动机构

35-条形槽 40-底座

50-石材 60-第一顶升机构

61-第一支撑杆 70-第二顶升机构

71-第二支撑杆 80-调正板驱动机构

81-调正板 90-翻转机械手

91-顶压件 92-转动件

101-第一机械手 1011-第一顶压件

1012-第一转动件 102-第二机械手

1021-第二顶压件 1022-第二转动件

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面结合附图进行详细阐述。

参照图1至图7，包括用以加工仿形石材的多个锯片21，锯片21上设有轴孔，锯片21借此轴孔穿套在转轴17上，多个锯片21堆叠成刀头本体，刀头本体具有与所加工的仿形石材50的表面匹配的加工面22，在刀头本体轴向的两端设有用以将刀头本体锁定在转轴17上的锁固件23。在实施例中，锁固件23为螺母，在转轴17设有相应的螺纹，螺母配合在螺纹上从而将多个锯片21夹设在两个螺母之间。在本发明中，各个锯片21的外径的大小不尽相同，通过锯片21的选择形成曲面状的加工面22，使用者可以根据需要进行选择和组装。

一种多面仿形石材智能化加工设备，包括机架10、控制器(图中未示出)、仿形刀头20、用以驱动仿形刀头20上下移动的纵向驱动机构(图中未示出)、用以驱动仿形刀头20左右移动的横向驱动机构(图中未示出)、用以驱动仿形刀头20转动的传动机构、对应仿形刀头20设置的放料机构，放料机构包括底座40、设置在底座40上的放料架30以及用以驱动放料架30在底座40上移动的料架驱动机构，其中控制器可以选用PLC控制器，通过PLC控制器控制各电气元件的动作时序，这些在现有的仿形石材加工设备中已有介绍，这里不再进行详细描述。

本发明中，以放料架30的移动方向为长度方向，还包括用以对石材50进行翻面的翻面机构，翻面机构对应设置在所述放料架30沿宽度方向的两侧。本发明涉及的石材50可以为柱体，例如为长方体石材，长方体的石材中沿位于放料架30宽度方向的两个表面不加工，另外四个表面进行仿形加工，在加工时，石材50水平放置在放料架30上。通过仿形刀头20对石材50的上表面进行加工，当石材50的上表面加工完后，将石材50翻转90度，对石材50的另一面进行加工，当然，本发明并不局限于加工长方体石材。

作为本发明的一种优选方式，所述翻面机构包括设置在所述放料架30沿宽度方向的一侧的挡料机构和用以对所述石材50进行翻面的翻转机械手90，翻转机械手90对应设置在所述放料架30沿宽度方向的另一侧，挡料机构为挡料板31，通过挡料板31限制石材50滑离放料架30。翻转机械手90具有夹持石材50和转动石材50的功能，其具体结构在机械领域已有介绍，本领域的技术人员可以根据加工石材的大小进行相应的设计。具体结合到本发明的仿形石材加工设备中，可以通过控制器控制翻转机械手90，使得翻转机械手90移动至对应石材50处，再通过翻转机械手90夹持和翻转石材50；也通过控制器控制料架驱动机构将放料架30移动至对应的翻转机械手90处，之后通过翻转机械手90对石材50进行夹持和翻转，采用这两种方式均能够达到翻转石材的效果。

作为本发明的另一种优选方式，所述翻面机构包括用以对所述石材50进行翻面的第一机械手101和第二机械手102。第一机械手101和第二机械手102均具有伸缩和转动的功能，在实施例中，所述第一机械手101具有用以顶压所述石材相应端面的第一顶压件1011和用以带动该第一顶压件1011转动的第一转动件1012，所述第二机械手102具有用以顶压所述石材50相应端面的第二顶压件1021和用以带动该第二顶压件1021转动的第二转动件1022。通过第一机械手101和第二机械手102共同夹持石材50,并带动石材50转动，实现石材的转动。第一机械手101和第二机械手102自身的结构在自动机械领域已有介绍，本领域的技术人员可以根据石材50的大小对机械手进行相应的选择。

作为本发明的一种优选方式，所述放料架30的下方设有用以将所述石材50从所述放料架30抬起的第一抬升机构，第一抬升机构对应所述翻转机械手90设置。由于在对石材50进行仿形加工时，需要通过对仿形刀头20喷洒润湿液，润湿液随着石材碎屑沉积至放料架30上，使得石材50粘附在放料架30上，增加了石材50的翻面的难度，为此，通过该第一抬升机构将石材50的一端抬离放料架30，之后再通过翻转机械手90对石材50进行翻转，如此能够提升石材翻面效率。

作为本发明的一种优选方式，所述放料架30的下方还设有用以支撑所述石材50的第二抬升机构，第二抬升机构包括沿所述放料架30的长度方向水平设置的第二支撑杆71和沿竖直方向设置的第二顶升机构70，为了方便第二支撑杆71从放料架30中伸出，在放料架30上对应设有条形槽35。采用这种结构，第一抬升机构和第二抬升机构共同用来支撑石材50，当石材50已加工的表面(形成凹面)朝下时，此时放料架30难以完全支撑已加工的表面，在仿形刀头20对石材50进行仿形加工时，石材50受力容易发生容易在凹面处断裂，此时通过第一抬升机构和第二抬升机构暂时对应石材50的凹面处形成支撑，大大减小了石材断裂现象。

作为本发明的一种优选方式，所述第一抬升机构包括沿所述放料架30的长度方向水平设置的第一支撑杆61和沿竖直方向设置的第一顶升机构60，第一顶升机构60为气缸或者油缸。通过气缸和油缸带动第一支撑杆61整体上升或者下降，以实现支撑石材50和抬起石材50的作用。为了方便第一支撑杆61从放料架30中伸出，在放料架30上对应设有条形槽35。

作为本发明的一种优选方式，所述放料架30设置所述翻转机械手90的一侧设有用以使所述石材整齐排列的调正机构，调正机构包括沿所述放料架30的长度方向设置的调正板81和用以带动调正板81向所述挡料机构移动的调正板驱动机构80。调正板驱动机构80可以采用气缸或者油缸，当多块石材50均翻面完毕后，通过调正板81将石材50往挡料板31推送，以实现石材50的整齐排列，保证石材50的精确加工。

作为本发明的一种优选方式，所述放料架30沿长度方向的至少一端设有用以限制所述石材50沿长度方向滑动的限位板。在实施例中，限位板包括第一限位板32和第二限位板33，第一限位板32和第二限位板33分设在放料架30沿长度方向的两侧，其中第一限位板32固定在放料架30上，第二限位板33可相对于放料架30移动，并通过限位板驱动机构34来驱动，第一限位板32和第二限位板33之间形成放置石材50的空间，同时该空间的大小可以调整，以方便石材50进行翻面，在石材50加工时，通过第一限位板32和第二限位板33来夹持石材50，能够保证石材50稳定放置。

作为本发明的一种优选方式，所述机架包括横梁11和设置在横梁11两端的纵梁12，在两纵梁12之间具有横向设置的安装梁13，安装梁13上设有可沿安装梁13长度方向移动的安装架14，所述纵向驱动机构设置在安装梁13与纵梁12之间，所述横向驱动机构设置于安装架14与安装梁13之间，所述传动机构包括设置在安装架14上的传动电机15以及可转动地设置在安装架14上的转轴17，转轴17与传动电机15的输出轴之间通过传动皮带16传动连接，所述仿形刀头20可拆卸地配设在转轴17上。

本发明还提出一种多面仿形石材的加工方法，采用权利要求1所述的多面仿形石材智能化加工设备对石材50进行加工，依次包括如下步骤：

A、通过所述纵向驱动机构和所述横向驱动机构调整所述仿形刀头20的位置，将多块所述石材50并列整齐排列所述放料架30上，石材50水平放置在放料架30上；

B、通过传动机构带动所述仿形刀头20转动，通过所述料架驱动机构驱动放料架30在所述底座40上推进以对所述石材50的上表面进行仿形加工；

C、通过所述料架驱动机构驱动所述放料架30在所述底座40上回退，通过所述翻面机构对多块所述石材50依次进行翻面；

D、通过所述料架驱动机构驱动所述放料架30在所述底座40上推进所述石材50的另一表面进行仿形加工；

E、重复步骤C和步骤D,完成所述石材50需加工表面的仿形加工。

参照图5，作为本发明的进一步改进，所述放料架30为两个，两个所述放料架30分设在所述仿形刀头20的两侧，在一个所述放料架30在所述底座40上推进以对所述石材50进行仿形加工时，另一个所述放料架30退回并通过所述翻面机构对所述石材50进行翻面。采用这种结构，通过控制器控制两个放料架30配合工作，减少了设备闲置，进一步提升了劳动生产率。

本发明的产品形式并非限于本案图示和实施例，任何人对其进行类似思路的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。